Flotherm V8.1 练习题 4 模型细化.doc

FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 1 练习练习 4 模型细化模型细化 本练习指导用户改进电子机箱的表示 请完成以下步骤 1 用离散元件替代 PCB 中元件的均匀表示 2 增加辐射热传递处理 3 求解和分析结果 练习 4 模型细化 Load 读取读取 Tutorial 3 并将它保存为 Tutorial 4 将 title 标题标题 设为 Refined model of the set top box 在项目管理窗口项目管理窗口 PM 中 对名为 Electronics 的组件和简单部件 PCB 1 进行扩展 将 PCB 板的名称由 PCB 1 0 改为 PCB 1 删除位于 PCB 1 上的元件 Component 我们现在要定义此 Apply over board 均布于整个板均布于整个板 热源并将它 建模为独立的元件 同时仍将其余部分保留为均匀分布热源 选中 PCB 1 点击 Component 元件元件 简单部件图标 此图 标在调色板调色板中 可通过热键 F7 或点击图标打开调色板调色板 如果对网格进行了改动会有一窗口弹出 点击点击 No 否 右键点击此元件进入 Construction 菜单 并更名为 Comp1 为此元件分配一个 7 0W 的功率 定义位置 Xo 35mm Yo 30mm 选择 Top 位于 PCB 板上部 尺寸 Xo 25mm Yo 25mm Zo 7mm Continued FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 2 练习 4 模型细化 将 Modeling Option 建模选项建模选项 选项设为 Discrete 离散离散 并选择 Solid Component 固体元件固体元件 在 Component Material 元件材料元件材料 项中点击 Material 材料材料 并在 弹出的窗口中点击 New 新建新建 创建一种新的材料 定义这种材料的名称为 Lumped Chip 并给它一个 Constant 恒恒 定的定的 热传导系数值 20W mK 点击 OK 退出此对话框并在 Material Selection 材料选择材料选择 列表中 选中 Lumped Chip 点击 Attach 应用于应用于 将这种材料应用于元 件 Comp1 点击 OK 确定确定 退出 PCB Component 对话框 依上述步骤 在 PCB1 上创建以下元件 备注 1 General 是 Apply over board 均布于整个板均布于整个板 所有其它的元 件都是 Discrete 离散离散 和 Solid Component 固体元件固体元件 2 General 不需要材料属性 其他元件都要应用 Lumped Chip 材料属性 3 使用 Pattern 阵列阵列 选项为 Comp2 创建一个 2x2 的元件阵列 热耗位置 mm 尺寸 mm PCB1 W XoYoSideXoYoZo General3 500Top1902105 0 535105Top20202Comp 2 生成一个 2 x 2 的阵列模型 Pitch 间距间距 为 Xo 40 mm Yo 35 mm Comp 31 013035Top20204 Comp 41 513065Top25252 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 3 练习 4 模型细化 展开 PCB 2 重复与我们在 PCB 1 中创建元件相似的步骤 为 PCB 2 创建下 表中的元件 备注 1 在创建上述元件之前要删除原有的器件 在此是 Component 0 和 Component 1 2 Gen 类元件是 Apply over board 均布于整个板均布于整个板 的 它 没有任何材料属性 3 其他元件均为 Discrete 离散离散 和 Solid Component 固体元件固体元件 并有 Lumped Chip 的材料性能 如果您愿意 可以在此求解这一模型 并与练习 3 中 PCB 板的平 均温度进行比较 您会发现 建立了 Discrete 离散离散 和 Solid Component 固体元件固体元件 之后 板的最大温度与练习 3 中会有所不 同 但平均温度应该相近 PCB 1 平均温度值 PCB 2 平均温度值 热 源 位置 mm 尺寸 mm PCB2 W XoYoSideXoYoZo Gen bot1 000Bottom150903 Comp b11 07515Bottom15153 Gen top 1 500Top150903 Comp t11 03555Top15153 Comp t20 59525Top10102 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 4 练习 4 模型细化 在项目管理窗口项目管理窗口 PM 中 展开 Structure 结构结构 组件 右键点击 Chassis 进入 Construction 菜单 将 Modeling Level 建模级别建模级别 项从 Thin 薄薄 改为 Thick 厚厚 如果对网格进行了改 动会有一窗口弹出 点击点击 No 否 这样就使置顶盒机箱的各个壁面都参与辐射 并计算机箱壁的热分 布 在项目管理窗口项目管理窗口 PM 中 选中 PCB1 下的 Comp1 并在 实体调色调色 板板中点击 Monitor Point 监控点监控点 图标 右键点击新生成的监控点监控点 进入 Location 安置安置 菜单将其更名为 MB Comp1 此监控点位于 Comp1 的中心 用于监控这一元件的温度 一般来 说 监控点设在系统中最重要的元件内 这样 可以使用户能够动 态的跟踪求解过程以确保其逼近合理值 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 5 练习 4 模型细化 重复上述步骤 在 PCB2 子组件的元件 Comp t1 内部设置一个 监控点 命名为 DB Comp t1 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 6 练习 4 模型细化 进入 System Grid 系统网格系统网格 对话框并使用 Medium 中等中等 网格设 置 保存此项目 选择菜单 Solve Re initialize 求解求解 重新初始化重新初始化 重新初始化 并运行 Sanity Check 错误诊断错误诊断 有关 Block Correction Groups 块校正组块校正组 的信息可以忽略 如果 没有提示任何错误或警告信息 就可以点击图标开始求解了 Monitor Point v Iteration 曲线需要刷新 删除删除当前的 Monitor Point v Iteration 曲线 点击点击 Create New Plot 创建新曲线 图 标 在 Type 类型 下选择选择 Monitor Point v Iteration 弹出 Plot Parameters 对话框 点击点击 OK 新曲线中监测点将会被刷 新 记录记录元件温度 MB Comp1 C DB Comp t1 C 几分钟后各变量应该收敛 各监控点稳定在右面显示的数值上 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 7 练习 4 模型细化 求解收敛后启动 Visual Editor 可视编辑器 通过在整个求解域创建温度 速率和速度的 Plane Plots 可视化平可视化平 面图面图 来观察结果 不要忘了 创建平面图需要您点击图标 Create Plane 图标 确保 Show Tooltip Cell 被选中 在之前创建的平面上探测温度值 一旦创建平面 按 w 键将显示模型的线框图 允许观察盒子的内 部结构 查看整个求解域最热点位置方法如下 展开展开 Scalar Fields 选则 Temperature 然后选中 Show Range 一个红色星号和一个绿 色星号分别显示了模型最热与最冷点的位置 注意这些点的位置以及它们的温度值 最大温度 Max temp C 位置 Location X Y Z 最大温度 Max temp C 位置 Location X Y Z 点击图标打开表格窗口 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 8 练习 4 模型细化 展开 table 表并选中 Geometry 在 results 中选择 Solid Conductors 并同时选择 Collapsed Resistance 压缩阻尼压缩阻尼 及其下 Smart Part Details 简单部件详细简单部件详细 点击 OK 确定确定 退出对话框 选择不同的表单页以查看不同的结果 进入 Cuboid Fluxes 立方立方 体热流量体热流量 显示页 查找在 Y low 面上的 Comp1 中的最小 最大 和平均 surface to surface S S 温度 并纪录如下 最小温度 Min Temp C 最大温度 Max Temp C 平均温度 Mean Temp C 选择 Resistances 页 注意可通过每个 Resistances 阻尼阻尼 的 Net Volume Flow 净流量净流量 察看流入和流出系统的气体流量 对于每 个阻尼 记录如下内容 Low Y Plate Low Z Plate High Z Plate 流入系统 流出系统 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 9 练习 4 模型细化 如果您为方便起见要改变单位设置 可在 Visual Editor 中 选择 Settings 项 为 Volume flow rate 改变单位 检查检查表窗口中的体积流量值现报告单位为 cfm 关闭 Visual Editor 窗口并保存更改 回到项目管理窗口项目管理窗口 PM 中 选择菜单 Model Modeling 模型模型 建模建模 在 Radiation 辐射辐射 项的三个可选项中 选择 Radiation On 考虑考虑 辐射辐射 引入模型的辐射 同时 选中 Store Surface Temperatures 保存表面温度保存表面温度 点击 OK 确定确定 退出此对话框 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 10 练习 4 模型细化 在 Structure 组件中 右键点击 Chassis 进入 Radiation 辐射辐射 点击 New 新建新建 创建一个新的辐射属性 将这一属性命名为 Sub divided 100mm 在 Surface 表面表面 项中选择 Sub divided Radiating 并输入值 100mm 作为其 Subdivided Surface Tolerance 点击 OK 退出此对话框 通过将窗口底部的 Attachment 应用于应用于 项设置为 Default All 缺缺 省为全部省为全部 并点击 Attach 应用于应用于 可将这种属性应用于箱体的各 个面 将同样的辐射属性应用于两个 PCB 板 现在 Exchange Factor Calculator 交换因子计算器交换因子计算器 被激 活了 点击它开始交换因子辐射计算 计算结束 点击 运行标准 CFD 求解器 再次对考虑辐射的情 况求解 备注 Sub divided Radiating 所指的表面辐射不是均匀的 而是 考虑了每 100m 范围的空间温度变化 FLOTHERM V8 Introductory Training Course Tutorial 4 FLOTHERM V8 Page 11 练习 4 模型细化 求解收敛之后 再次点击项目管理窗口项目管理窗口 PM 或绘图板绘图板 DB 中图标 启动 Visual Editor 依前文所述的过程观察结果并纪录如下 记录元件温度 MB Comp1 C DB Comp t1 C 下列点的位置和温度值 最低温度 Min temp C 位置 Location X Y Z 最高温度 Max temp C 位置 Location X Y Z 在 Visual Editor 创建创建一个 surface 曲面温度云图 在 Select Mode 下 点击模型附件空白处 取消任何选